충북연구원

본 연구는 충북 청주시와 충주시를 대상으로 운량조건에 따라 토지이용형태와 용도지역이 기온 및 습도에 어떠한 영향을 미치는지를 연구 주제별로 실측한 결과를 바탕으로 국내ㆍ외 사례분석을 통한 열섬현상 저감대책을 제시하고 있으며 요약하면 다음과 같다.

첫째, 도심녹지의 증가는 도시지역의 기온저감에 효과적이고 저감의 정도는 식재지, 초지의 순으로 나타난 반면, 포장면과 나지는 도심지역의 기온상승에 직접적으로 영향을 미치고 있는 것을 알 수 있었다. 또한 수목그루의 증가는 기온저감에 효과적이고 그 효율은 교목, 소교목, 관목의 순으로 나타나 식재지 내에서도 냉원(冷源)의 주체는 교목이라는 것이 확인되었다.

둘째, 도심지역에서의 기온분포도로부터 도로, 건물 등 포장면과 나대지 주변에서는 고온을 나타내었고 식재지와 초지의 주변에서는 저온이 형성되었다. 저온역이 형성된 지역에서도 식재의 층위구조에 따라 교목 또는 소교목으로만 조성되어 있는 식재지보다는 교목+소교목층으로 구성되어 있는 지역이 상대적으로 낮은 기온분포를 나타냈다. 또한, 습도의 경우도 고온역이 소습역이고 저온역이 다습역으로 나타났다.

셋째, 토지이용형태에 따른 열섬현상 완화효과는 녹피율(식재지율 + 초지율)이 증가할수록 높은 것으로 나타났다. 즉, 녹피율이 높을수록 기온저감에 효과적이고 저감효과는 공업지역, 상업지역, 고층아파트 순으로 높은 것으로 확인되었다.

넷째, 용도지역별 열섬현상 완화효과를 극대화시킬 수 있는 실측결과 저온역은 생산녹지지역에, 고온역은 상업지역에서 주로 나타나 이 결과로부터 저온이 형성된 지역의 녹지를 적극적으로 보존 또는 보전할 수 있는 전략적 수단을 강구함과 동시에 고온역이 형성된 지역에서의 녹지확보 대책 또는 도시 주변 중심산줄기와의 녹지연계 전략이 필요하다. 이 결과로부터 녹지는 대소규모에 관계없이 작은 녹지라도 절대적 보전전략이 필요하다고 판단된다. 또한, 호암지쪽의 신선하고 찬 냉기가 인공구조물이 밀집된 시가지(상업지역 및 주거지역)로의 유입가능성이 확인되었다. 따라서 열섬현상완화의 효율성을 제고시키기 위해서는 녹지의 연결 또는 녹지대(가로수, 수면, 하천 등)의 형성이 무엇보다 중요한 정책임을 알 수 있다.

다섯째, 녹지확보가 도심지역 열섬현상 완화를 위한 중요한 정책적 수단이라면 열섬저감의 효율을 극대화시키기 위해서는 그 배치계획이 긴요하다는 것이다. 호암지와 같이 정체된 수면은 야간에 식재지 또는 초지보다 열을 발산시키기 어려운 특성을 지니고 있어 수면의 경우는 주간에 열섬현상 완화에 효과적이나 야간에는 식재지, 초지보다 효과가 낮아 상대적으로 약간 높은 기온을 나타냈다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 전략은 수면을 핵으로 하여 주변을 교목 또는 교목 + 소교목의 층위구조로 식재하고 가능한 물의 순환을 촉진시킬 수 있는 다양한 수면(분수대 또는 폭포) 형성노력과 함께 소하천 등을 적절하게 배치하는 것이다. 즉, 여름철 기상환경의 조절을 고려한 녹지 및 수면의 효율적인 양적확대와 질적 향상은 물론 반사율이 높은 녹지, 초지, 잔디블럭의 조성과 투수성 재질을 이용한 포장(鋪裝)기술의 도입 등 포장면의 질적 개선이 필요하다는 것 등이다.

여섯째, 우리나라의 대구시를 포함하는 선진국의 사례연구에서 나타난 열섬현상 저감대책을 요약하면, ①인공적 배열(排熱)을 억제하는 것이다. 구체적인 배열 억제대책으로는 에너지 절약 인센티브제도 시행, 에너지 다량 이용자에 대한 기술제공 등 적극적인 에너지절약 시책 추진, 건축자재 개발을 통한 건축물 단열의 경제적 효율 향상 및 에너지 이용효율 향상, 자동차의 연비개선, 대형화 억제, 교통흐름 원활화 추진 및 경제속도(시속 70km) 유지 대책, 교통량 억제책 추진 등을 들 수 있다. ②지표면을 개량하는 것이다. 녹지, 초지, 수면의 감소와 포장된 도로 및 건물벽면의 증가에 따라 태양, 건물 및 자동차 배열로부터의 복사열이 증가하여 지표면 온도의 고온화와 지표면의 비축열(備蓄熱) 증가를 초래한다. 구체적인 지표면 개량대책으로는 도시지역에 남겨진 녹지나 초지의 보존 및 보전대책 또는 공원, 녹지 등 조성대책, 도로, 주차장 등 포장면의 잔디블럭 등 투수성 재료로 전환, 건물 사이 좁은 면적이라도 녹지를 조성하는 등의 정책을 들 수 있다. ③도심으로의 바람길을 확보하는 것이다. 도심을 둘러싼 백두대간 중심산줄기 또는 주변 야산의 계곡에서 불어오는 시원한 바람이 도심지역으로 유입할 수 있는 바람길을 확보하는 등의 도시계획적 차원에서의 배려가 필요하다. 구체적인 대책으로는 일반적으로 한반도 풍향은 여름철 남풍, 남동풍 또는 남서풍, 겨울철 북풍 또는 북서풍이므로 특히, 2006년의 경우 혹서(酷暑)기(7～8월)의 풍향(청주시는 동북동풍, 충주시는 동풍)을 고려하여 바람이 불어오는 방향의 조림을 추진하거나 바람길에 조성되는 택지개발의 경우에는 아파트 입지시 건물의 방향을 조정하거나 층수를 제한하는 등의 도시계획적 차원에서의 배려가 필요하다.

일곱째, 바람통로를 이용한 도시계획의 구현 등 구

체적인 정책방향으로는 ①본 연구의 실험결과로는 여름철 남동풍(청주시) 또는 동풍(충주시)이 지배적이었으므로 이들 방향으로부터의 냉기를 유입시킬 수 있는 산림정책이 필요하다. 특히, 청주시의 경우는 용암동ㆍ분평동지역에 건설된 고층 아파트군을 고려하여 낭성ㆍ남일ㆍ남이ㆍ문의면 지역의 토지이용 중 임야를 가능한 임상이 양호한 교목중심으로 조성할 필요가 있다. 즉, 현재 남 또는 남서쪽 방향의 대규모 아파트 단지의 건설로 인한 냉기의 유입통로가 상당히 차단할 가능성을 지적하고자 한다. ②신시가지 개발 시 냉기원의 바람길을 고려하여야 한다는 것이다. 즉, 향후 건설될 고층건물 및 아파트는 도심으로의 냉기유입에 지장을 초래하지 않은 도시계획이 필요하다. 특히, 청주시의 경우 무심천은 좋은 냉기원임으로 이를 적극 활용하여야 한다. 이를 위해 천변에는 고층 건축물의 건축제한 고려하여야 한다. 또한 구릉지 등의 녹지로부터 냉기를 도입할 수 있도록 경사면에 수직으로 구조물을 배치하지 않는 것도 중요하다. ③저층 밀집형에서 고층 분산형 또는 저층 분산형으로 건축높이를 개선할 필요가 있다. 저층 밀집형 주거단지 형태에 비하여 고층 분산형 주거단지 형성이 좋을 듯하다. 다만, 이 경우 녹지 및 수계를 통한 냉기 유입원을 확보하도록 하며, 이들 냉기의 유입원과 건물통풍 및 도로에 의한 통풍이 원활하도록 하여야 한다. ④한옥마을 등 전통가옥의 형태를 이용하는 것도 좋은 방법이다. 전통가옥은 상당수가 정원을 비롯한 녹지를 포함하고 있다. 또한 저층 주거지이므로 주위의 바람길을 막을 염려도 적다. ⑤Computer Simulation에 의한 기류해석을 도입하는 등 도시계획에 있어서 대기의 흐름 및 순환을 모의실험함으로써 특히, 하절기 도심지역에서의 바람통로를 확보하는 것이 중요하다. 녹지, 하천 등으로부터 불어오는 냉기류를 원활히 도심에 유입하도록 하는 것은 열섬을 상당히 완화시킬 수 있는 좋은 수단이다. 이러한 바람길을 원활히 하기 위해서는 도심의 재구성이 필요하다. 도시 전체의 바람길을 조성하는 것도 중요하지만 각 단위별 건물의 형태 및 구성도 상당히 중요한 요소가 된다. 그러나 국내에서는 건물 계획 시, 이러한 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 해석결과를 기초데이터로 이용하지 않고 있다. 충북 주요도시는 주변이 산림으로 둘러싸여져 있어서 이러한 시뮬레이션을 이용하면 쉽게 바람길에 대한 접근을 할 수 있다. ⑥통풍성능을 높이기 위한 건물배치 및 형태를 고려할 필요가 있다. 전국 각지에서 각종 건설회사가 수많은 종류의 아파트를 건설하고 있다. 그러나 이들을 분류해 보면 몇 가지 형태로 분류할 수 있다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 배치는 일자형 주동 평행배치와 ?자형 배치이다. 건물의 통풍성능을 높이는 방법은 여러 가지 생각할 수 있으나 다음에 제시하는 방법도 하나의 대안이 될 수 있다. 즉, 건설 심사 시에 건물의 형태를 바꾸는 것으로도 바람길의 통로를 확보할 수 있다. 예를 들면, 간단한 방법으로 건물 아래층을 뜬구조(필로티)로 한다거나 건물의 중앙부를 바람길 통로로 뚫는 구조(Void)를 이용하는 것이다. ⑦비오톱네트워크 계획의 필요성은 무엇보다도 지역차원에서 생물다양성을 증진하고 생물종의 소멸비율을 최소화하며 자연화의 기회를 최대화하는데 있다. 특히 날로 훼손되고 있는 도시의 생태계 및 서식처를 보전하는 것은 작게는 토지이용계획상 생물다양성을 증진시킬 수 있는 방향으로 이끌며, 넓게는 도시계획 차원에서 전체적인 도시생태계의 골격을 유지하면서 도시를 하나의 생태계시스템으로 유지하기 위한 수단이 된다. 또한 도심에서의 작은 비오톱들은 여름철 도시온도를 떨어뜨리는 Cool Spot 구실을 함으로서 도심 열섬현상의 억제효과를 가져올 수 있다..

결론적으로, 우리 충북지역을 포함하는 한반도는 이미 기존의 온대성 기후에서 아열대성 기후로 기상이 변동되어 열대지역 강우특성인 스콜(squall)성 집중호우가 일상화되는 등 기상특성이 변하였다. 이러한 한반도 기상요인을 반영하고 보행환경 개선을 통한 차량배출열의 감소를 포함하는 광범위한 에너지 절약 등 도심지역 배출열의 감소노력이나 층위구조를 고려한 도시공원 또는 녹지 조성, 2줄 가로수길 조성, 옥상 및 벽면녹화, 잔디블럭 등 충분한 녹지확보와 투수성 재질의 포장과 같은 미시적 도시정책과 특히 하절기 열섬현상으로 달구어져 있는 도심지역에 도시 주변의 계곡, 공원, 하천에서 불어오는 냉기를 공급할 수 있는 다양한 바람통로의 확보 및 수변과 녹지의 네트워크 형성과 같은 도시계획 등 거시정책을 적절히 조합, 시행함으로써 충북지역 주요 도시의 열섬현상은 상당부분 완화될 수 있을 것으로 판단된다. (파일)

* 자세한 연구요약과 목차는 업데이트 예정